胚胎工程的理论基础高二下学期生物人教版选择性必修3

第1课时

胚胎工程的理论基础一、胚胎工程概念操作对象对__________、受精卵或______________进行多种显微操作和处理技术手段__________、胚胎移植和胚胎分割等结果将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求理论基础哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律实质在体外条件下，对动物__________和______________条件进行的模拟操作生殖细胞早期胚胎细胞体外受精自然受精早期胚胎发育二、受精1.概念：精子与卵子结合形成______(即受精卵)的过程，包括受精前的__________和受精阶段。2.场所：在自然条件下，哺乳动物的受精在________内完成。合子准备阶段输卵管3.过程(1)受精前的准备阶段①精子获能:刚刚排出的精子必须在雌性动物的________发生相应的生理变化后，才能获得__________，这一生理现象称为“精子获能”。［注意］精子获能是指精子获得受精能力，而不是获得能量。②卵子的准备:排出的卵子要在________内进一步成熟，到_______时，才具备与精子受精的能力。生殖道受精能力输卵管

(2)受精阶段步骤主要过程生理反应第一步精子释放多种酶溶解卵细胞膜外的一些结构(如透明带等)，接触卵细胞膜卵细胞膜外的________迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带，是防止多精入卵受精的第一道屏障透明带步骤主要过程生理反应第二步精子入卵，尾部脱离__________会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，是防止多精入卵受精的第二道屏障第三步精子核膜破裂并形成新核(________)，卵子被激活完成减数分裂Ⅱ，排出__________后，形成雌原核形成雄原核和雌原核卵细胞膜雄原核第二极体续表步骤主要过程生理反应第四步雌、雄原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失形成______(受精卵)：个体发育的起点［注意］多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体。合子续表三、胚胎早期发育1.开始发育的场所：________。2.开始时间：______________。输卵管受精卵形成后3.过程滋养层细胞内细胞团囊胚腔外胚层中胚层内胚层(1)卵子形成过程中，减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的。(

)×[解析]

卵子形成过程中减数第一次分裂和减数第二次分裂不是连续的，精子入卵后被激活的卵子才完成减数第二次分裂。(2)自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内进行。(

)√(3)精子排出后，能立即与相应的卵子完成受精。

(

)×[解析]

精子排出后，经过获能过程才能与相应的卵子完成受精。(4)采集的卵母细胞需在体外培养使其分裂为卵细胞才能与获能的精子受精。(

)×

(5)在胚胎发育过程中细胞分化是从桑葚胚阶段开始的。

(

)×[解析]

在胚胎发育过程中，细胞分化是从囊胚阶段开始的。(6)囊胚的滋养层细胞能发育成胎儿各种组织。(

)×[解析]

囊胚的内细胞团能发育成胎儿的各种组织。(7)胚胎发育的场所是输卵管。(

)×[解析]

胚胎发育的场所是输卵管和子宫。任务一

受精的过程【情境】如图表示动物受精过程。(1)参与受精过程的精子和卵细胞都需要经过一定的准备阶段。①使精子获能的方法：直接利用雌性动物的________使精子获能；生殖道

将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。获能液常见的有效成分有________________等。②卵细胞需要准备的原因是动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是______________，如马、犬等；有的可能是______________，如猪、羊等。初级卵母细胞次级卵母细胞(2)防止多精入卵的反应：透明带的生理反应发生在图中____过程，卵细胞膜的生理反应发生的时机是____________。这对于生物遗②精子入卵后(3)在实际胚胎工程操作中，常以观察到________________________作为受精的标志。(4)精子与卵子的结合，体现了细胞膜具有____________________的功能，还体现了细胞膜具有一定的流动性。两个极体或者雌、雄原核传的意义是______________________________________。进行细胞间信息交流维持生物前后代体细胞染色体数目的恒定(5)请分析受精卵中的遗传物质的来源。_____________________________________________________________________________________________。受精卵细胞核中的遗传物质一半来自精子，一半来自卵细胞；细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞例1

［2024·四川自贡高二期中］精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程为受精，在自然条件下，高等哺乳动物的受精过程的顺序为(

)①第一次卵裂开始

②精子入卵后形成雄原核，同时，卵子释放第二极体后，形成雌原核

③精子与卵子识别

④精子穿越透明带

⑤核膜消失，雌、雄原核融合A.①②③④⑤

B.③②④⑤①

C.④⑤②①③

D.③④②⑤①√

例2

［2024·江苏南通高二期中］受精是精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。下列关于哺乳动物受精的叙述,正确的是(

)A.精子和卵子结合形成合子的过程与细胞膜的选择透过性密切相关B.初级卵母细胞与获能的精子在雌性动物的输卵管内完成受精C.透明带发生生理反应和卵细胞膜发生生理反应是防止多精入卵的两道屏障D.判断受精的标志是观察到雌、雄原核融合√

任务二

胚胎早期发育的过程【情境】如图为哺乳动物胚胎早期发育的过程。(1)图中所示胚胎的名称：Ⅱ表示________，Ⅲ表示______，Ⅳ表示________。桑葚胚囊胚原肠胚(2)图中的①②③中属于卵裂期的是______，该时期的特点是细胞进行______分裂，细胞的数量不断______，胚胎的总体积________。(3)孵化是指胚胎从________中伸展出来的过程，这是胚胎继续发育的前提，孵化时的胚胎是图中的____。①②有丝增加不增加透明带Ⅲ(4)图中开始出现细胞分化的时期是____，该时期胚胎分化为__________和________。Ⅲ

内细胞团滋养层(5)图中Ⅳ表面的细胞层为________，向内迁移的细胞形成________。随着发育的进行,一部分细胞还会在内、外两个胚层之间形成_________。外胚层内胚层中胚层1.早期胚胎发育至原肠胚过程图(1)胚胎发育的起点是受精卵，受精卵形成后在输卵管内进行有丝分裂，之后逐步向子宫移动，最后在子宫内着床，直至发育成为成熟的胎儿。(2)囊胚阶段开始出现细胞分化，但此阶段内细胞团细胞的全能性仍很高。(3)原肠胚阶段是胚胎早期发育中分化程度最高的阶段。(4)卵裂期不需要从外界获取营养物质。2.卵裂期细胞或物质的变化规律分析项目变化原因增多受精卵不断进行有丝分裂有机物总量减少早期胚胎发育过程消耗的营养物质主要来自受精卵内储存的有机物细胞体积减小由受精卵发育至囊胚(孵化前)的过程，外面始终有透明带包裹，整个胚胎总体积基本不变，而细胞数目越来越多项目变化原因细胞核质比增大随着细胞分裂的进行，整个胚胎中细胞核数目增多，而整个胚胎总体积基本不变续表例3

如图是哺乳动物胚胎发育过程中的某一阶段，下列说法正确的是(

)A.此图表示原肠胚，胚胎内的细胞出现了分化B.图中①②③依次表示透明带、滋养层、内细胞团C.②处的细胞没有增殖、分化能力D.胚胎从②中伸展出来的过程叫作孵化√[解析]

题图表示囊胚，A错误。由图可知，①为透明带；②为滋养层细胞，将来发育成胎膜和胎盘的一部分；③为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织，B正确。②为滋养层细胞，具有增殖、分化能力，将来发育成胎膜和胎盘的一部分，C错误。胚胎从①透明带中伸展出来的过程叫作孵化，D错误。例4

［2024·湖北卷］研究者探究不同浓度的雌激素甲对牛的卵母细胞和受精卵在体外发育的影响，实验结果如下表所示。根据实验数据，下列叙述错误的是(

)卵母细胞/个第一极体排出/个成熟率/%卵裂数/个卵裂率/%01067066.02840.011207965.84658.2101135346.91528.31001124842.8510.4

√

备用习题1.下列过程中，哪些发生在精子入卵后（

）①精子继续完成减数第二次分裂②精子释放多种酶，溶解卵细胞膜外一些结构③卵细胞膜发生生理反应阻止多精入卵④卵子完成减数第二次分裂，形成雌原核A.③④ B.①③④C.②③ D.①④√[解析]

精子入卵后，会发生卵细胞膜出现生理反应阻止多精入卵、雌雄原核形成以及雌雄原核融合等过程。故选A。2.下列有关哺乳动物受精作用的表述，正确的是（

）A.动物排出的卵子成熟程度不同，只有部分具备与精子受精的能力B.卵子形成过程中，减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的C.透明带和卵细胞膜会发生生理反应来防止多精入卵D.精子排出后即可与卵细胞结合完成受精√[解析]动物排出的卵子成熟程度不同，但它们都要在输卵管中进一步成熟，到MⅡ期时才具备与精子受精的能力，A错误；卵子形成过程中，减数第一次分裂和减数第二次分裂是不连续的，B错误；透明带和卵细胞膜发生的生理反应能防止多精入卵，C正确；科学研究发现，刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，D错误。3.在动物的胚胎发育过程中，早期原肠胚的细胞从一个部位移植到另一个部位时，被移植的细胞能适应新的部位并参与那里的器官形成。但如果在原肠胚的末期，未来发育为蝾螈下肢的部分移植到蝾螈胚胎不长下肢的部分，将发育为一条额外的腿，这说明（）A.原肠胚末期已出现了组织和器官的形成B.原肠胚末期开始出现细胞分化C.原肠胚末期确定了细胞发育的方向D.原肠胚末期的细胞开始具有了全能性√[解析]原肠胚末期组织和器官并未形成，但是已出现了细胞的分化，A错误；原肠胚末期之前，细胞已经开始分化，B错误；根据题干信息可知，原肠胚末期时细胞已确定了发育的方向，C正确；原肠胚末期的细胞移植后发育成特定的组织、器官，不能体现细胞的全能性，D错误。4.请回答早期胚胎发育的有关问题。(1)受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育。胚胎发育早期，有一段时间是在透明带内进行分裂，这种受精卵的早期分裂称为

，当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，形似桑葚时，这时的胚胎称为

。这个阶段前的每一个细胞都属于

。胚胎进一步发育，细胞逐渐分化，聚集在胚胎一端的细胞形成

，将来发育成胎儿的各种组织；而沿透明带内壁扩展和排列的细胞，称为

，它们将来发育成胎膜和

。卵裂桑葚胚全能细胞内细胞团滋养层细胞胎盘的一部分[解析]受精卵在透明带内进行有丝分裂的过程称为卵裂，当卵裂产生形似桑葚的致密细胞团时，此时的胚胎称为桑葚胚；这个阶段前的每一个细胞均未出现分化，都属于全能细胞；滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘的一部分；内细胞团将来发育为胎儿的各种组织。(2)随着胚胎的进一步发育，胚胎的内部出现了含有液体的腔，称为

，这个时期的胚胎叫作

。(3)胚胎从透明带中伸展出来的过程叫作

，此后，胚胎进一步发育形成

。囊胚腔囊胚孵化原肠胚[解析]囊胚内部含有液体的腔称为囊胚腔。[解析]胚胎从透明带中伸展出来的过程叫作孵化；囊胚孵化后，将发育形成原肠胚。练习册[1~9题每题2分，共18分］知识点一

受精1.下列有关哺乳动物受精时精子获能的说法，正确的是(

)A.自然情况下，精子获能是在子宫内完成的B.精子获能就是获得受精机会C.精子在获能的过程中完成减数分裂和变形D.精子获能可能与雌性动物生殖道的特定环境和某些物质有关√[解析]

自然情况下，精子获能是在雌性生殖道内完成的，A错误；精子获能就是获得受精的能力，B错误；精子在获能前已经完成减数分裂和变形，C错误；精子获能可能与雌性动物生殖道的特定环境和某些物质有关，使其发生生理变化，从而获得受精能力，D正确。2.受精作用是精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。下列与受精作用有关的叙述，错误的是(

)A.受精作用的实质是精子的核和卵细胞的核融合B.受精后的卵细胞能阻止其他精子的进入C.精子只能在人工配制的获能液中获能D.受精卵中的染色体由精子和卵细胞各提供一半√[解析]

受精作用是精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程，实质是精子的核和卵细胞的核融合，所以受精卵中的染色体由精子和卵细胞各提供一半，A、D正确。受精作用过程中，精子的细胞膜与卵细胞膜融合时，透明带会发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带；精子入卵后，卵细胞膜也会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，可见，受精后的卵细胞能阻止其他精子的进入，B正确。精子除了能在体外获能外，在雌性动物的生殖道中也能获能，C错误。3.［2025·湖南雅礼中学高二月考］下图表示精子入卵后，发生(或引起)的一系列变化及形成受精卵的过程，下列叙述错误的是(

)

√[解析]

精子进入卵子之前需要获得受精能力，才能与卵子受精，A正确；精子入卵后被激活的卵子完成减数分

4.［2024·山东邹城高二月考］澳大利亚布里斯班一对小姐弟被确认为全球第二对半同卵双胞胎，发育成该对半同卵双胞胎的受精卵形成过程如图所示，图丙中染色单体分离后分别移向细胞的三个不同方向，从而分裂成A、B、C三个细胞，其中两个细胞发育成姐弟二人。下列说法正确的是(

)A.图甲表示卵子的异常受精过程，此时卵子发育到减数第一次分裂的中期B.该卵子与2个精子受精，表明精子细胞膜和卵细胞膜发生的生理反应未能阻止多精入卵C.若图丁细胞A包含父系和母系染色体组各1个，则细胞C含2个母系染色体组D.这对小姐弟来源于母亲的染色体一般相同，来源于父亲的染色体可能不同√[解析]

图甲两个精子同时进入一个卵子，是异常受精过程，此时卵子进行减数第二次分裂，A错误；精子的细胞膜与卵细胞膜融合时，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带，精子入卵后，卵细胞膜也会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内,精子细胞膜未发生生理反应，B错误；若图丁细胞A包含父系和母系染色体组各1个，细胞C应该包含父系和母系染色体组各1个或包含两个父系染色体组，C错误；该姐弟来源于母亲的染色体是复制而来的，一般是相同的，来自父亲的染色体由两个不同的精子提供，可能不同，D正确。知识点二

胚胎的早期发育5.［2025·山东济南高二期中］下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述，错误的是(

)A.受精卵形成后在输卵管内进行有丝分裂，开始发育B.卵裂期的胚胎总体积不增加，但胚胎内的细胞数量不断增加C.桑葚胚细胞分化形成的滋养层细胞将来发育成胎儿的不同组织D.孵化的囊胚继续发育形成原肠胚，其表面的细胞分化形成外胚层√[解析]

受精卵在输卵管内形成，形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育，A正确；卵裂期的胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加，B正确；囊胚期细胞开始分化，其中聚集到胚胎一端的细胞形成内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织，而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘的一部分，C错误；孵化的囊胚继续发育形成原肠胚，表面的细胞形成外胚层，向内迁移的细胞形成内胚层，D正确。6.［2025·云南昆明高二期中］嵌合体是指同一个生物体中同时存在两种或两种以上染色体组成不A.由受精卵发育为8细胞胚的过程中，胚胎总体积基本不会增加B.两个8细胞胚合并为16

细胞胚的形成过程存在细胞的融合C.囊胚期细胞逐渐分化，出现内细胞团、囊胚腔和滋养层等结构D.由该嵌合体发育而来的小鼠可能表现为黑白相间同的细胞，且这些细胞相互间处于嵌合状态，过程如图所示。下列相关叙述错误的是(

)√[解析]

由受精卵发育为8细胞胚的过程中，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，A正确。两个8细胞胚合并为16细胞胚的过程中细胞相互间处于嵌合状态，不存在细胞的融合，B错误。囊胚期细胞逐渐分化，聚集在胚胎一端的细胞形成内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织；

而沿透明带内壁扩展和排列的细胞，称为滋养层细胞，它们将来发育成胎膜和胎盘的一部分;随着胚胎的进一步发育，胚胎的内部出现了含有液体的腔——囊胚腔，C正确。该嵌合体含有白鼠和黑鼠的全部基因，肤色可能表现为黑白相间，D正确。7.如图表示蛙的受精卵在卵裂期几项指标的变化趋势，其中正确的是(

)A.①②

B.①③

C.②④

D.①④√

8.不同动物受精卵的发育及其进入子宫的时间有明显的差别，请分析表格，下列叙述错误的是(

)动物种类2细胞4细胞8细胞16细胞桑葚胚小鼠3牛马24726A.小鼠胚胎进入子宫时的发育程度比牛的高B.体外培养的马胚胎移植到子宫时可选择囊胚阶段的胚胎C.体外培养的牛胚胎移植到子宫时选择原肠胚阶段的胚胎D.受精卵在卵裂期，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加√

√

10.(7分)图甲为某哺乳动物精子和卵细胞产生和成熟的过程示意图，图乙表示的是精子和卵子相遇，请据图回答下列问题：甲乙(1)(1分)图甲中②代表的过程是__________。减数分裂甲乙[解析]

图甲中②代表的过程为减数分裂。(2)(2分)图甲④过程在输卵管内完成，条件是精子必须______，卵子必须达到_____期。获能

甲乙

甲乙(3)(2分)当精子的细胞膜和卵细胞膜融合时，会产生阻止后来的精子进入________的生理反应。精子入卵后，形成一个新的核即________。透明带雄原核甲乙[解析]

当精子的细胞膜与卵细胞膜融合时，透明带会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应。精子入卵后，形成一个新的核即雄原核，雄原核与雌原核发生融合。甲乙(4)(2分)合子形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育。_________时期及之前，每个细胞都具有全能性;发育到囊胚期，聚集在胚胎一端，个体较大的细胞形成__________。

桑葚胚内细胞团甲乙[解析]

合子形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育。桑葚胚时期及之前，每个细胞都具有全能性;发育到囊胚期，聚集在胚胎一端，个体较大的细胞形成内细胞团，将来